Глубоководная добыча: раны океана заживают десятилетиями

Новое исследование показывает, что морской флоре и фауне в глубоководных районах океана могут потребоваться десятилетия для восстановления после добычи редкоземельных металлов со дна.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, установило, что участок в северной части Тихого океана, где в 1979 году проводились испытания по глубоководной добыче, спустя 44 года все еще демонстрирует более низкий уровень биоразнообразия по сравнению с соседними нетронутыми участками.

Научная работа проводилась в 2023 и 2024 годах на глубине 5000 метров в Тихом океане, в зоне Кларион-Клиппертон. Эта область расположена примерно на полпути между Мексикой и Гавайями и представляет собой обширный, плоский и глубокий участок океанского дна, известный как «абиссальная равнина».

Исследование возглавили ученые из Национального океанографического центра в Саутгемптоне в рамках консорциума, включающего Музей естественной истории в Лондоне, Британскую геологическую службу, Университет Хериот-Уатт в Эдинбурге, Объединенный комитет по охране природы, Шотландскую ассоциацию морских наук в Обане, Аргайл, Ливерпульский университет, Плимутский университет и Саутгемптонский университет.

Эти организации являются участниками исследовательского проекта Seabed Mining and Resilience to Experimental Impact (SMARTEX), финансируемого Советом по исследованиям в области естественной среды Великобритании. Цель SMARTEX — определить экологические последствия глубоководной добычи минеральных образований, известных как конкреции, в центральной части Тихого океана. Эти конкреции содержат редкие металлы, такие как кобальт, марганец и никель, являющиеся критически важными элементами для аккумуляторов электромобилей и других электронных устройств.

Доктор Марк Хартл, морской биолог из Университета Хериот-Уатт, специализирующийся на экотоксикологии – изучении воздействия загрязнителей на организмы, – является участником консорциума SMARTEX и соавтором исследования. Он поясняет, что эти конкреции представляют собой минеральные отложения размером с картофелину, формировавшиеся слоями на протяжении тысячелетий. Горнодобывающие компании заинтересованы в их добыче ради критически важных металлов, таких как кобальт и никель. Однако, по его словам, остается много нерешенных вопросов. Например, известно, что конкреции производят кислород. Доктор Хартл задается вопросом, приведет ли их удаление к снижению уровня кислорода в глубоководных слоях и повлияет ли это на обитающие там организмы. Также он указывает на необходимость выяснить последствия воздействия на животных шлейфов осадков, содержащих металлы, которые поднимаются в процессе добычи. Это лишь некоторые из вопросов, на которые исследователи пытаются найти ответы.

В рамках проекта доктор Хартл исследовал, как глубоководные организмы подвергаются воздействию осадков и связанному с этим стрессу, чтобы помочь количественно оценить менее очевидные последствия глубоководной добычи. Он разработал методику для измерения потенциального повреждения ДНК – генов – глубоководных рыб в результате добычи, результаты которой опубликованы в журнале Deep Sea Research. Доктор Хартл отмечает, что подобная работа проводится впервые, поэтому у ученых не было исходных данных для сравнения возможных последствий добычи. В настоящее время они оптимизируют тесты для выявления других признаков стресса, применимых к условиям глубоководья.

По оценкам, на морском дне зоны Кларион-Клиппертон, охватывающей более 6 миллионов квадратных километров – что примерно в 25 раз превышает площадь Великобритании, – залегает более 21 миллиарда тонн конкреций.

Исследователи сообщают, что эти поля конкреций поддерживают «высокоспециализированные сообщества животных и микроорганизмов». К ним относятся гигантские одноклеточные организмы с известковыми раковинами, известные как фораминиферы, узкоспециализированные виды морских огурцов и рыб, а также множество видов, для которых конкреции являются единственной твердой поверхностью для заселения.

Ученые изучили участок морского дна, где в марте 1979 года в течение четырех дней работал экспериментальный 14-метровый добывающий аппарат. Он извлек неизвестное количество конкреций с помощью механического вращающегося донного скребка, который собирал их и передавал на дробилку по конвейеру.

Спустя четыре десятилетия после этого эксперимента исследователи приходят к выводу, что «биологические последствия для многих групп организмов остаются стойкими», хотя некоторые виды начали восстанавливаться.

Физические следы испытаний также все еще заметны: видны участки морского дна, лишенные конкреций, и четкие колеи от добывающей машины.

Руководитель исследования и экспедиции, профессор Дэниел Джонс из Национального океанографического центра, объясняет, что для решения ключевого вопроса о восстановлении после глубоководной добычи необходимо обратиться к прошлому и использовать данные старых испытаний для понимания долгосрочных последствий. Он отмечает, что спустя 44 года следы добычи выглядят почти так же, как и сразу после их образования: полоса морского дна шириной 8 метров очищена от конкреций, а на дне видны две большие борозды от прохода машины. По его словам, численность многих животных в пределах этих следов сократилась, но при этом наблюдаются и первые признаки биологического восстановления.

Соавтор исследования, доктор Эдриан Гловер из Музея естественной истории, говорит, что общая экологическая теория предсказывает прохождение экосистемой ряда стадий реколонизации и роста после нарушения. Однако он подчеркивает, что до этого исследования временные рамки этого критически важного процесса в районах глубоководной добычи, а также различия в реакции разных частей сообщества оставались неизвестными. Доктор Гловер уточняет, что результаты не дают ответа на вопрос о социальной приемлемости глубоководной добычи, но предоставляют данные, необходимые для принятия более обоснованных политических решений, таких как создание и уточнение охраняемых зон и методы мониторинга будущих воздействий.

В настоящее время глубоководная добыча запрещена международным мораторием, пока Международный орган по морскому дну (ISA), регулирующий всю деятельность, связанную с минеральными ресурсами на международном морском дне, разрабатывает правовые, финансовые и экологические рамки для потенциальной полномасштабной коммерческой эксплуатации. Ключевым вопросом при принятии этого решения, как заявляют в Национальном океанографическом центре, является способность глубоководных экосистем восстанавливаться после нарушений, вызванных добычей.

Там же добавляют, что глубоководная добыча все чаще рассматривается как потенциальное решение для поставки критически важных металлов, необходимых для развития глобальных технологий и перехода к энергетике с нулевым уровнем выбросов.

В своей статье в Nature исследователи указывают, что добыча конкреций, как ожидается, вызовет «непосредственное воздействие» на поверхность морского дна и среду обитания на пути следования добывающих машин. Это включает механическое нарушение, удаление твердых поверхностей для жизни организмов, уплотнение осадков под морским дном. Еще одним последствием является образование шлейфов осадков, которые, по мнению исследователей, могут оказать «значительное влияние на экосистемы» за пределами непосредственно разрабатываемых участков.